液体プロセスによる新規低温半導体表面及びカットエッジパッシベーション

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K04134
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 鮫島 俊之 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 産学官連携研究員 (30271597)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水野 智久 神奈川大学, 理学部, 教授 (60386810)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 加熱水 / 純水 / 紫外線 / 100℃ / ライフタイム

Outline of Annual Research Achievements

本研究プロジェクトは、高品質デバイス作製において極めて重要な課題である半導体の表面パッシベーションを低温で効率よく行う手法の開発を目的として立案された。活性で欠陥の多いシリコン表面及びシリコン基板のカットのパッシベーションの実現を主たる目的とする。本目的達成の為に加熱水を用いた低温にしてかつ簡便なパッシベーション手法が発案された。３年の計画の初年度は研究プロジェクト推進に必要な設備を整えることが計画された。①研究計画に基づき、100℃程度に加熱された液体中処理パッシベーション装置を開発した。温度可変のヒータープレートを用意し、液体と試料を収めるためのビーカーを準備した。そしてヒーターの設定温度と時間によって加熱水処理を可能にする装置を組み立てた。②さらに上記加熱水処理装置に加えて、紫外、可視、赤外線を含む光照射装置であるソーラーシミュレータを導入して、半導体表面の酸化パッシベーションを促進させるための低温加熱水処理中紫外線照射による酸化援用装置を組み立てた。紫外線ランプにより試料表面を励起して半導体表面酸化を促進できるかどうかを調査可能にした。③さらに光触媒であるTiO2コロイドを入手して紫外線を照射してシリコン表面酸化の増進の調査を可能にした。④科学技術振興調整費（No.18K04225）で開発した光照射誘起少数キャリヤのマイクロ波吸収による2次元試料面内実効ライフタイム測定装置を用いて、100℃純水加熱によるベアシリコンのライフタイム向上を確認した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の研究計画に基づき、①100℃程度で温度可変の液体中処理パッシベーション装置を開発した。②さらにソーラーシミュレータを導入して低温で半導体表面の酸化パッシベーションを促進させるための紫外線照射による酸化援用装置を組み立てた。紫外線ランプにより試料表面を励起して半導体表面酸化を促進できるかどうかを調査可能にした。
③さらに光触媒であるTiO2コロイドを入手して紫外線を照射してシリコン表面酸化の増進の調査を可能にした。④科学技術振興調整費（No.18K04225）で開発した光照射誘起少数キャリヤのマイクロ波吸収による2次元試料面内実効ライフタイム測定装置を用いて、100℃純水加熱によるベアシリコンのライフタイム向上を確認した。以上の活動により研究は概ね順調に進捗している。

Strategy for Future Research Activity

これまでの準備により、令和4年度の研究計画である、
①単結晶シリコン基板を試料に用いてシリコン表面及びMOS界面のパッシベーション最適化を検討する。特に試料面内に確実なパッシベーションの条件を調査する。
②加熱液体表面パッシベーション後SiO2膜を形成してMOS構造の形成を検討する。

Causes of Carryover

研究室保有の機材を本研究プロジェクトに有効利用したため当初計画よりも少ない額で目標を達成できた。昨年度繰越分及び本年度分（当初計画分）を研究進捗に沿って執行する。